CN110279357A - 一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构 - Google Patents

一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，包括扫地机本体、激光测距模块、驱动模块以及变速模块，所扫地机本体顶部设置有旋转盘，所述旋转盘上设置有激光测距模块，所述扫地机本体内对应旋转盘设置有设置有驱动模块，所述驱动模块通过变速模块与旋转盘连接，所述激光测距模块、驱动模块以及变速模块均与扫地机本体的控制核心电性连接，所述扫地机本体的控制核心与电池模组电性连接。上述方案通过激光测距模块实现高效的对扫地机本体四周环境进行监测绘制行走地图，提升扫地机本体的反应速度，且有效降低成本。

Description

一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构
技术领域
本发明涉及扫地机本体器人领域，尤其涉及一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构。
背景技术
随着社会长期的高速发展，人们的生活节奏已经变的很非常的快，常无力于处理生活中一些琐碎的事情，以节约时间，用来做工作或学习等更重要的事情，因此这催生了很多的周边的商机，如餐饮外卖行业的迅猛发展，提高了一大批人的生活效率，省去了走来走去买菜做饭的时间，而扫地机本体的发展也同样是得益社会的高速发展，而如今大部分扫地机本体都因其具有非常强大的自动化功能而打上了智能扫地机的称号，但毕竟这类扫地机本体需要很高的科技含量，且需要时间检验，因此存在一部分自动化的功能仍不完善的情况，如现在在扫地机本体上常用的超声测距或者利用红外测距，而超声测距和红外测距则需要在扫地机本体上设置有多个相关传感器，并且需要采集和处理大量的数据，这导致扫地机本体的测距工作比较慢，扫地机本体的反应比较迟钝，工作起来也就显得非常愚笨，且制造成本也相对的比较高。
因此有必要提供一种利用激光测距模块进行多方位扫描，实现扫地机本体行走地图快速绘制的智能扫地机的测距结构。
发明内容
本发明提供一种利用激光测距模块多方位扫描，实现扫地机本体行走地图的绘制的智能扫地机的测距结构。通过利用旋转盘、变速箱以及驱动马达，实现通过单个或少量的激光测距模块实现高效的对扫地机本体四周环境进行监测绘制行走地图，提升扫地机本体的反应速度，且有效降低成本。
为解决上述技术问，本发明的技术方案是：
一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，包括扫地机本体、激光测距模块、驱动模块以及变速模块；
所述扫地机本体顶部设置有旋转盘，所述旋转盘上设置有激光测距模块，所述扫地机本体内对应旋转盘设置有设置有驱动模块，所述驱动模块通过变速模块与旋转盘连接，所述激光测距模块、驱动模块以及变速模块均与扫地机本体的控制核心电性连接，所述扫地机本体的控制核心与电池模组电性连接。
优选地，所述扫地机本体顶部开设有安装口，所述旋转盘朝下设置有套环，所述套环上套设有轴承一，所述轴承一抵触于所述安装口上边沿，且所述套环下端穿过安装口于扫地本体内设置有限位翻边，所述限位翻边下方设置有皮带轮一，所述皮带轮一内设置有触头一，且所述皮带轮一下方对应触头一设置有卡环，所述卡环内卡设有与触头一对接的触头二，所述皮带轮一通过传动带与变速模块连接，所述变速模块通过链条与所述驱动模块连接，所述驱动模块包括驱动马达，所述驱动马达以及变速模块均固定于扫地机本体内顶部，所述触头一与所述激光测距模块电性连接。
优选地，所述变速模块包括箱体以及设置于箱体内的变速结构以及电动拨挡结构，所述箱体内顶部设置有滑轨，所述变速结构包括设置于滑轨内的T型滑块，且所述T型滑块与滑轨靠近驱动马达的一端之间设置有弹簧，所述T型滑块底端套设有轴承二，所述轴承二下端设置有皮带轮二和变速飞轮，所述变速飞轮通过链条与所述驱动马达的转动杆连接，所述驱动马达的转动杆上对应变速飞轮设置有多个齿盘，所述皮带轮一通过传动带与皮带轮二连接。
优选地，所述电动拨挡结构包括微型马达，所述微型马达设置于箱体外侧，且部分穿过扫地机本体设置于扫地机本体外侧，所述微型马达的转动杆朝下向箱体内延伸且设置有螺纹，所述微型马达的转动杆上套设有滑块，且所述滑块两端上下穿插有限位杆，所述限位杆固定于箱体顶壁，所述滑块下方设置有两组相对链条对称的行走轮。
优选地，所述微型马达以及驱动马达均与扫地机本体的控制核心电性连接。
优选地，所述触头二顶端设置有铜环一和铜环二，所述铜环一直径大于铜环二，且所述触头二底端连接有正负接头，所述正负接头与扫地机本体的控制核心电性连接。
优选地，触头一对应触头二上的铜环一和铜环二分别设置有接触铜片。
优选地，所述轴承一为平面推拉球轴承。
优选地，所述卡环内设置有环型弹性片，所述触头二边侧开设有与环型弹片卡合的弧形槽。
优选地，所述激光测距模块为基于LDS的激光测距模块。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：
1、本发明通过利用旋转盘、变速模块以及驱动模块，实现通过单个或少量的激光测距模块实现高效的对扫地机本体四周环境进行监测绘制行走地图，提升扫地机本体的反应速度，且有效降低成本。
2、本发明通过将单车变速系统中的变速飞轮小型化，并运用于本发明中的变速模块中，实现对旋转盘的转速进行调控，从而使得激光测距模块的扫描周期与扫地机本体的运动状态相协调，同时可随扫地机本体的工作模式的不同进行改变。
3、本发明利用平面推拉球轴承降低旋转盘与安装口边沿的摩擦力，使得旋转盘的转动更加流畅，且提升驱动马达至旋转盘之间的传动效率。
附图说明
图1为本发明未设置传动带时整体结构示意图；
图2为本发明B处放大示意图；
图3为本发明设置传动带时整体结构示意图；
图4为本发明A处放大示意图；
图5为本发明外部示意图；
图6为本发明激光测距模块、旋转盘等位置关系拼装示意图；
图7为本发明激光测距模块、旋转盘等整体整体外观示意图；
图8为本发明变速飞轮、滑轨、T型滑块、弹簧等关系示意图；
图9为本发明变速飞轮、滑轨、T型滑块、弹簧等截面关系示意图；
图10为本发明卡环透视示意图；
图11为本发明触头二结构示意图；
图12为本发明触头二俯视示意图。
附图标记：1、扫地机本体，2、旋转盘，3、激光测距模块，4、轴承一，5、皮带轮一，6、皮带轮二，7、限位翻边，8、传动带，9、触头一，10、触头二，11、卡环，12、箱体，13、驱动马达，14、变速飞轮，15、齿盘，16、轴承二，17、微型马达，18、行走轮，19、链条，20、环型弹性片，21、接头,，22、限位杆，23、铜环一，24、铜环二，25、接触铜片，26、弧形槽，27、弹簧，28、滑轨，29、T型滑块，30、套环，31、滑块，32、螺纹。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
结合图1-12所示的一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，包括扫地机本体1、激光测距模块3、驱动模块以及变速模块，所扫地机本体1顶部设置有旋转盘2，所述旋转盘2上设置有激光测距模块3，所述扫地机本体1内对应旋转盘2设置有设置有驱动模块，所述驱动模块通过变速模块与旋转盘2连接，所述激光测距模块3以及变速模块均与扫地机本体1的控制核心电性连接，所述驱动模块通过扫地机本体1的控制核心与电池模组电性连接，所述扫地机本体1顶部开设有安装口，所述旋转盘2朝下设置有套环30，所述套环30上套设有轴承一4，所述轴承一4抵触于所述安装口上边沿，且所述套环30下端穿过安装口于扫地本体1内设置有限位翻边7，限位翻边7以限制旋转盘2从安装口脱离，所述限位翻边7下方设置有皮带轮一5，所述皮带轮一5内设置有触头一9，且所述皮带轮一5下方对应触头一9设置有卡环11，所述卡环11内卡设有与触头一9对接的触头二10，所述皮带轮一5通过传动带8与变速模块连接，所述变速模块通过链条19与所述驱动模块连接，所述驱动模块包括驱动马达13，所述驱动马达13以及变速模块均固定于扫地机本体1内顶部，所述触头一9与所述激光测距模块3电性连接。
所述变速模块包括箱体12以及设置于箱体12内的变速结构以及电动拨挡结构，所述箱体12内顶部设置有滑轨28，所述变速结构包括设置于滑轨28内的T型滑块29，且所述T型滑块29与滑轨28靠近驱动马达13的一端之间设置有弹簧27，该弹簧27主要起调节作用，能够有效的保证链条19在变速飞轮14上切换时始终保持张紧，不会因齿轮比的变化导致链条19过松或过紧，而导致链条19脱离或者崩坏，所述T型滑块29底端套设有轴承二16，所述轴承二16下端设置有皮带轮二6和变速飞轮14，所述变速飞轮14通过链条19与所述驱动马达13的转动杆连接，所述驱动马达13的转动杆上对应变速飞轮14设置有多个齿盘15，该齿盘15分别与变速飞轮14上不同大小的齿轮对应，所述皮带轮一5通过传动带8与皮带轮二6连接，所述电动拨挡结构包括微型马达17，微型马达17体积足够小，不会占用太多空间，且足够为拨挡动作提供足够动力，所述微型马达17的转动杆朝下向箱体12内延伸且设置有螺纹32，所述微型马达17的转动杆上套设有滑块31，该滑块31对应微型马达17的转动杆上的螺纹32设置有螺纹32，从而通过微型马达17的双向转动实现对滑块31进行升降调节，且所述滑块31两端上下穿插有限位杆22，该限位杆22限制滑块31随微型马达17的转动杆转动而转动，所述限位杆22固定于箱体12顶壁，所述滑块31下方设置有两组相对链条19对称的行走轮18，通过利用设置在链条19上下的行走轮18来抵触运动的链条19，从而达到迫使链条19在变速飞轮14上切换位置，使得齿轮比发生变化，从而调节旋转盘2的转动速度，同时行走轮18的作用可以降低与链条19直接接触的摩擦力，保证链条19的平稳运行，所述微型马达17和驱动马达13均与扫地机本体1的控制核心电性连接，微型马达17通过扫地机本体1的控制核心（现有的智能扫地机1的控制核心的计算能力以及算法程序足以支撑对微型马达17的精细调控，只需相应的设计人员或编程人员将微型马达17以及变速飞轮14匹配数据准确写入相应程序即可）进行精细调控，以保证微型马达17带动滑块31升降的距离与相应的需要切换的挡位位置对应。所述微型马达17的转动杆底端设置有限位块，该限位块以限制滑块31运动到微型马达17的转动杆底端而导致脱离。所述触头二10顶端设置有铜环一23和铜环二24，所述铜环一23直径大于铜环二24，且所述触头二10底端连接有正负接头21，所述正负接头21与扫地机本体1的控制核心电性连接，触头一9对应触头二10上的铜环一23和铜环二24分别设置有接触铜片25，因此触头二10与触头能够相对的进行旋转运动而不会影响通电，这能在为激光测距模块3提供电能的同时防止因旋转盘2的转动导致电线缠绕而影响旋转盘2转动，所述轴承一4为平面推拉球轴承，平面推拉球轴承能够有效降低轴向载荷，减低摩擦，提升旋转盘2的旋转效率，所述卡环11内设置有环型弹性片20，所述触头二10边侧开设有与环型弹片卡合的弧形槽26，这能方便触头二10的更换，也能使得触头二10能够在卡设的同时转动，避免电线缠绕，所述激光测距模块3为基于LDS的激光测距模块3，该种类型相较一般的激光测距模块3来说更加小，以适用于扫地机本体这些小型设备中，而相较于其他类型的运用于扫地机本体上的传感器来说具有更高的频率，更稳定的测距效果，更远的距离，更快的测距速度等优点，也基于它此些优点，可以利用一个或者少量激光测距模块3对多个方位进行扫描式测距，而不用担心测距速度太慢以及测距距离太短等问题使得测距数据不准确不全面，从而导致扫地机本体误判的情况发生。激光测距模块3包括发生器和接收器，发生器用于发射激光，接收器用于接收发射回来的激光，并将感应数据传输给扫机机本体的控制核心进行判断处理。
本发明的工作原理：通过利用基于LDS的激光测距模块3来测距，并利用旋转盘2承载激光测距模块3，进行多个方位进行扫描，获得距离数据，以作为扫地机本体1的控制核心控制扫地机本体1运动速度、运动方向或启停的重要依据，而驱动马达13则是带动旋转盘2旋转的部件，驱动马达13将动能通过变速箱传输至旋转盘2时，会进行一定减速，无论变速箱出于哪个挡位均会将驱动马达13的高转速转化至旋转盘2的低转速和相对较高的扭矩，只是不同挡位的转化率有所不同，使得旋转盘2的转速在扫地机本体不同的行进速度，甚至停止行走时自动发生变化，并使得激光测距模块3符合实际的使用状态，如高速状态下加快旋转盘2的转速，以提高激光测距模块3扫描数据的更新频率，以保证扫地机本体1及时掌握快速变化的周边环境，而当扫地机本体感应到明显阻碍时后，会降速并操作变速箱使得旋转盘2转速减慢，使得激光测距模块3扫描更加充分细致，以提供更多的细节数据给扫地机本体1的控制核心，为其避让程序的运行提供准确有力的参考数据。
本发明的创新点在于提供一种利用激光测距模块3多方位扫描的，实现扫地机本体行走地图的绘制的智能扫地机的测距结构。通过利用旋转盘2、变速箱以及驱动马达13，实现通过单个或少量的激光测距模块3实现高效的对扫地机本体四周环境进行监测绘制行走地图，提升扫地机本体的反应速度，且有效降低成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，其特征在于：包括扫地机本体、激光测距模块、驱动模块以及变速模块；
所述扫地机本体顶部设置有旋转盘，所述旋转盘上设置有激光测距模块，所述扫地机本体内对应旋转盘设置有设置有驱动模块，所述驱动模块通过变速模块与旋转盘连接，所述激光测距模块、驱动模块以及变速模块均与扫地机本体的控制核心电性连接，所述扫地机本体的控制核心与电池模组电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，其特征在于：所述扫地机本体顶部开设有安装口，所述旋转盘朝下设置有套环，所述套环上套设有轴承一，所述轴承一抵触于所述安装口上边沿，且所述套环下端穿过安装口于扫地本体内设置有限位翻边，所述限位翻边下方设置有皮带轮一，所述皮带轮一内设置有触头一，且所述皮带轮一下方对应触头一设置有卡环，所述卡环内卡设有与触头一对接的触头二，所述皮带轮一通过传动带与变速模块连接，所述变速模块通过链条与所述驱动模块连接，所述驱动模块包括驱动马达，所述驱动马达以及变速模块均固定于扫地机本体内顶部，所述触头一与所述激光测距模块电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，其特征在于：所述变速模块包括箱体以及设置于箱体内的变速结构以及电动拨挡结构，所述箱体内顶部设置有滑轨，所述变速结构包括设置于滑轨内的T型滑块，且所述T型滑块与滑轨靠近驱动马达的一端之间设置有弹簧，所述T型滑块底端套设有轴承二，所述轴承二下端设置有皮带轮二和变速飞轮，所述变速飞轮通过链条与所述驱动马达的转动杆连接，所述驱动马达的转动杆上对应变速飞轮设置有多个齿盘，所述皮带轮一通过传动带与皮带轮二连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，其特征在于：所述电动拨挡结构包括微型马达，所述微型马达设置于箱体外侧，且部分穿过扫地机本体设置于扫地机本体外侧，所述微型马达的转动杆朝下向箱体内延伸且设置有螺纹，所述微型马达的转动杆上套设有滑块，且所述滑块两端上下穿插有限位杆，所述限位杆固定于箱体顶壁，所述滑块下方设置有两组相对链条对称的行走轮。
5.根据权利要求4所述的一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，其特征在于：所述微型马达以及驱动马达均与扫地机本体的控制核心电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，其特征在于：所述触头二顶端设置有铜环一和铜环二，所述铜环一直径大于铜环二，且所述触头二底端连接有正负接头，所述正负接头与扫地机本体的控制核心电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，其特征在于：触头一对应触头二上的铜环一和铜环二分别设置有接触铜片。
8.根据权利要求1所述的一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，其特征在于：所述轴承一为平面推拉球轴承。
9.根据权利要求1所述的一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，其特征在于：所述卡环内设置有环型弹性片，所述触头二边侧开设有与环型弹片卡合的弧形槽。
10.根据权利要求1所述的一种用于智能扫地机激光测距模块的变速结构，其特征在于：所述激光测距模块为基于LDS的激光测距模块。
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